王宏伟教授主要应用冷冻电镜研究生物大分子复合体的结构与分子机理，近年来在冷冻电镜方法学的开发及应用方面做出很多开创性成果，并在核酸-蛋白质复合物的冷冻电镜结构解析与分子机制等方面做出重要贡献。

教育经历

1996-2001 清华大学生物科学与技术系，博士

2001-2006 美国劳伦斯伯克利国家实验室生命科学部，博士后

工作经历

2006-2008 美国劳伦斯伯克利国家实验室生命科学部，研究科学家

2009-2011 美国耶鲁大学分子生物物理与生物化学系，Tenure-Track助理教授

2010.12-至今 清华大学生命科学学院，教授、博导

2016.04-至今 清华大学生命科学学院，院长

主要贡献

　　1. 开发新方法，推进冷冻电镜结构解析的极限

　　(1)开发了根据相位板显微成像的单颗粒重构滤波算法。利用该算法，首次获得了200kDa人Dicer蛋白及其与不同RNA底物形成的复合体的冰冻含水样品三维重构模型，并第一次证明了相位板冷冻电镜单颗粒技术在研究较小分子量蛋白质分子结构中的可行性。该工作于2013年6月发表在Nat. Struct. Mol. Biol.杂志，发表至今他引38次。

　　(2)在清华大学将一种新型的Volta相位板与物镜球差矫正装置相结合，通过对电子光学原理的分析，创造性地实现了世界上首次过焦条件下的冷冻电镜解析生物大分子结构，获得了测试样品apo-ferritin的3.1埃分辨率的结构。该工作也是世界上第一次实现相位板与物镜球差矫正装置合并解析高分辨率结构，为冷冻电镜成像与数据收集提供了新的思路和未来的拓展空间。

　　(3)针对由两个或以上稳定单元以不同方式结合所形成的复合体结构开发了结构分段三维重构算法，可以分别提高各稳定单元的结构解析分辨率，并揭示分子机器的动态组合模式。应用该算法，与清华大学隋森芳课题组合作，成功地解决了在囊泡转运过程中发挥重要功能的20S复合体分子机器中对称性不匹配单元的结构解析问题，相关成果于2015年5月发表在Cell Research杂志上，发表至今他引13次。该算法得到了Relion发明人Sjors Scheres的高度评价，其具体原理与相关应用于2017年5月19日发表在Biophysics Reports杂志上(Zhou et al., 2017, Biophys. Rep., 3:43-55)。

　　(4)将冷冻电镜技术与交联质谱技术相结合，通过对冷冻电镜解析的酵母RNA降解复合体Exosome-Ski7的4.3埃分辨率三维重构的分析，利用部分同源蛋白的已知结构、未知蛋白的二级结构预测、交联质谱获得的蛋白分子间与分子内相互作用，构建了该复合体的原子模型，从而建立了一套较成熟的技术方法，实现了对4-6埃分辨率蛋白质大分子复合体的原子模型搭建。该工作于2016年7月发表在Cell Research杂志上，发表至今他引8次。

　　应用该方法，与美国宾夕法尼亚大学的Wei Guo教授合作，最近解析了在真核细胞内膜转运过程中发挥重要作用的八元蛋白质亚基复合体Exocyst平均分辨率为4.5埃的三维结构(所有的冷冻电镜结构解析部分均在申请人课题组完成)，并应用交联质谱数据、二级结构预测及其它生物信息学结果，搭建了该复合体的原子模型，首次揭示了该复合体中8个不同蛋白质亚基之间的层级式装配方式并发现了各个蛋白质亚基中的zipper motif在复合体装配中发挥的关键作用。该工作揭示了细胞分泌囊泡在与细胞质膜内表面锚定过程中exocyst发挥作用的分子机制，作为封面论文于2018年2月发表在Nat. Struct. Mol. Biol杂志上，发表至今他引0次。发表后立刻被F1000推荐。

　　2. RNA代谢与质量控制相关的重要核酸蛋白质复合体的结构与机理研究

　　(1)通过蛋白质单颗粒电镜分析技术，对Exosome与一系列RNA底物结合时的二维形态及三维结构进行解析，揭示了Exosome内部存在至少两条RNA降解通路(through-core route和direct route)。该工作于2014年1月发表在Nat. Struct. Mol. Biol.杂志上，并被刊物同期的News and Views专栏撰文引介，发表至今他引25次。其发现的direct route几年来获得了多个实验室生物化学及功能实验的支持，已经成为领域内高度认可的科学事实(Zinder et al., 2017, Genes & Dev., 31:88-100)。后来又应用高分辨率单颗粒冷冻电镜技术，分别获得了真核生物Exosome复合体在RNA空载状态与结合状态的三维结构。在该工作中，首次发现了Exosome中的重要结构元件，与Exosome的through-core route的RNA降解活性激活直接相关;首次发现了区别细胞质与细胞核Exosome的两种蛋白因子Ski7和Rrp6结合在Exosome的相同位点上，揭示了这两种Exosome复合体装配与成熟的相对独立性。相关工作于2016年7月发表在Cell Research杂志上，发表至今他引8次。

　　(2)经过近10年的努力，最近解决了蛋白质样本准备、冷冻样本制备、数据收集及处理等多方面的技术难题，最终采用从哺乳动物293F细胞系中共表达蛋白复合体、亲和层析分离纯化蛋白质，采用纯金或者镀金载网制备出了分布较为均一、优势取向相对较少的冷冻电镜样品，并获得了人源Dicer及其辅因子蛋白TRBP复合体4.4 埃的高分辨率三维结构，首次解析了人源核酸内切酶Dicer蛋白的高分辨率整体结构，看到了核酸内切酶Dicer蛋白中各结构域的精确三维分布及结构域之间的空间关系。更重要地，解析了hDicer与pre-miRNA底物的复合体结构，发现了hDicer捕捉pre-miRNA进入pre-loading状态并帮助pre-miRNA形成更稳定的双螺旋结构被hDicer切割。这个发现首次在分子水平上为hDicer如何对上千种序列和结构不同的pre-miRNA实现非常类似的精确加工生成22bp小RNA的机制提供了可能的解释。该工作于2018年4月26日在线发表在Cell杂志上。在线发表后即受到中国科学院生物物理研究所王艳丽研究员(国家杰青，HHMI国际学者)和复旦大学麻锦彪教授的高度评价，认为该工作是RNA干扰领域的又一个重大突破，填补了RNA干扰作用机理的一大空白，促进人们对RNA干扰机理的进一步理解;是Dicer研究的里程碑式的成果，为进一步理解Dicer的作用机制提供了基础(https://mp.weixin.qq.com/s/I8gqEPEzj5w6w18dhBA4zw)。

　　(3)与美国阿尔巴尼大学的Marlene Belfort教授和美国纽约州卫生部Wadsworth中心的Rajendra Kumar Agrawal教授经过3年多的合作研究，首次获得了乳酸菌内源提取的具有天然活性的内含子LtrB及其编码的蛋白质LtrA形成的分子量为380kDa的核糖核蛋白复合物的3.8埃分辨率的三维冷冻电镜结构。该工作揭示了内含子RNA与其编码的蛋白质在RNA剪接反应中的协同作用，第一次解析了第二类内含子编码蛋白LtrA的结构，揭示了其各个结构域的高分辨率结构及它们在RNA蛋白质复合体中的相互作用关系，对深入揭示第二类内含子RNA蛋白质复合体与DNA目标分子的相互作用发生转座反应的过程提供了重要启示。相关成果于2016年6月发表在Nat. Struct. Mol. Biol.杂志上，发表至今他引18次。发表后获得当期的News and Views撰文评价(Piccirilli et al., 2016, Nat. Struct. Mol. Biol., 23:507-509)。在2016年4月召开的国际剪接体学术研讨大会上，引起了剪接体领域科学家们的广泛关注，认为这项工作是该领域的重要突破之一。